Modelul sferic al atomului (modelul atomic al lui Dalton) Teoria atomic a lui John Dalton (1766-1844) Dup acest model atomii au form sferic, sunt complet elastici i atomii aparinnd aceluiai element chimic au aceeai masa i aceeasi form; se baza pe premisa c atomii diferitelor elemente pot fi distini unul de altul pe baza diferenei de greutate dintre acetia. Dalton a propus o sum de idei fundamentale care i susineau filozofia sa atomic: 1. materia este compus din atomi; 2. atomii nu pot fi creai ori distrui; 3. atomii aceluiai element sunt identici, dar sunt diferii de atomii altor elemente; 4. reaciile chimice au loc atunci cnd atomii sunt rearanjai; 5. compuii chimici sunt formai prin combinarea atomilor diferitelor elemente.

Modelul atomic Thomson

Modelul "cozonacului cu stafide", elaborat de J.J. Thomson Dezvoltat de J.J. Thomson (1856-1940) n anul 1904 i care spune c: atomul este o mas incrcat pozitiv i distribuit omogen sub o form de sfera i c n aceast mas exist n unele locuri nite sfere mai mici, care sunt ncrcate negativ (aceste sfere mai mici au fost numite electroni). O proprietate de baz a acestui atom este c numrul sarcinilor

negative este egal cu numrul masei pozitive, rezultnd un atom neutru din punct de vedere electric.

Modelul atomic Rutherford

Modelul Rutherford al unui atom de litiu Punctele negre sunt electronii, cele roii-protonii iar cele albastre-neutronii. Acest model a aprut in 1911 i a fost dedus de Rutherford (1871-1937) dup experienele lui: Hertz, Lenard, Geiger. Noul model atomic are urmtoarele proprieti:

aproape toat masa lui este concentrat n nucleu, care este ncrcat pozitiv. nucleul este nconjurat de un nveli de electroni, care sunt incrcai negativ. electronii sunt meninuti de nucleu prin fore electrostatice. electronii au o micare circular, care i mpiedic s cad pe nucleu. sarcina nveliului electronic se anuleaz cu sarcina nucleului, rezultnd un atom neutru din punct de vedere electric.

Conceput conform legilor mecanicii clasice, atomul lui Rutherford nu putea s explice de ce electronii nu cad pe nucleu, tiindu-se c orice sarcin electric n micare pierde continuu din energia sa prin radiaie electromagnetic. Prin analogie cu Sistemul solar, nucleul este asemnat Soarelui, iar electronii planetelor ce orbiteaz n jurul acestuia, de unde i numele de model atomic planetar pe care l mai poart acest model. Analogia cu planetele nu este valabil, deoarece att nucleul ct i electronul au sarcin electric i, conform teoriei electrodinamicii clasice, orice sarcin electric n micare pierde energie sub form de radiaii. Astfel electronii, pierznd continuu energie, ar trebui s capete o traiectorie n spiral i ar ajunge s cad pe nucleu.

Modelul atomic Bohrn anul 1913 apare modelul atomic al lui Bohr. Acest model preia modelul planetar al lui Rutherford i i aplic teoria cuantelor. Modelul lui Bohr este aplicabil ionilor hidrogenoizi (He+, Li+2, Be+3, etc, adic ionii care au un singur electron n cmpul de sarcin efectiv al nucleului) Modelul atomic al lui Bohr se bazeaz pe dou postulate: 1) Primul postulat se refer la orbitele atomice i presupune c electronul se rotete n jurul nucleului fr a emite sau a absorbi energie radiant numai pe anumite orbite circulare, permise, staionare. Electronul se menine pe orbit datorit compensrii forei centrifuge cu fora de atracie Coulombian. 2) Al doilea postulat emis de Bohr se refer la faptul c, n micarea sa pe orbita permis, electronul nu emite i nici nu absoarbe energie radiant ntr-un spectru continuu de frecven, ci numai discontinuu, corespunznd unor tranziii electronice, care duc n final la liniile spectrale. Acest model nu poate explica spectrele de emisie i energia de ionizare dect pentru atomul de hidrogen i ionii hidrogenoizi.

Modelul atomic Bohr-Sommerfeld

n anul 1915, fizicianul german Arnold Sommerfeld a dezvoltat modelul atomic al lui Bohr, elabornd modelul Bohr-Sommerfeld. El a presupus c orbitele staionare din jurul nucleului nu sunt numai circulare, ci pot fi i eliptice. n modelul su, unei orbite circulare cu numr cuantic principal n (vezi numr cuantic) i corespund n-1 orbite staionare eliptice. n consecin, fiecare orbit circular a lui Bohr se descompune n n-1 elipse cu excentriti diferite, rezultnd o familie de orbite pentru fiecare numr cuantic principal n>1. Dei perfecionat fa de modelul lui Bohr, modelul lui Sommerfeld i limiteaz aplicabilitatea la hidrogen i ionii hidrogenoizi, nepermind interpretarea spectrelor atomilor cu mai muli electroni, sau comportarea lor magnetic. Modelul propus nu este nici consecvent clasic, nici consecvent cuantic (strile de energie staionare sunt calculate cu relaii clasice, numerele cuantice i condiiile de cuantificare sunt introduse arbitrar).

Modelul ondulatoriu staionar al atomuluin anul 1926, Schrdinger elaboreaz prima lucrare de mecanic ondulatorie, n care apare Ecuaia lui Schrdinger, prin care arat: caracterul ondulatoriu al micrii electronului n atom, descris de o funcie de und, arat n termenii mecanicii cuantice c energia total a unei particule (electronul) cu o anumit mas, care se mic in spaiu, este suma dintre energia cinetic i energia potenial; ecuaia are soluii numai pentru acele valori ale energiei totale care reprezint energiile electronului n strile staionare, stri caracterizate de numerele cuantice, energia n atom fiind cuantificat.

MODELUL CUANTIC AL ATOMULUI Principalele caracteristici ale modelului cuantic al atomului sunt urmtoarele: - starea atomului este descris de funcii matematice; - atomul este constituit din nucleu (quarcuri care formeaz protoni i neutroni) i electroni distribuii n jurul nucleului; - electronii nu se mic pe orbite fixe n jurul nucleului, ci ocup orbitali cu diferite forme, funcie de tipul de atom; orbitalul reprezint volumul din spaiul din jurul nucleului caracterizat de o mare probabilitate de a gsi electroni;

- nivelurile de energie sunt compuse din mai multe substraturi energetice; - nici un orbital nu conine electroni identici (cu aceleai numere cuantice) (restricia este impus de principiul de excluziune al lui Wolfgang Pauli).